Submitted by James Neves da Silva (james.silva@ufba.br) on 2018-03-06T13:34:55Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_James_Final.pdf: 20562994 bytes, checksum: 297f9118e3898e9a7046b6dd9553c27a (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2018-03-13T15:39:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao_James_Final.pdf: 20562994 bytes, checksum: 297f9118e3898e9a7046b6dd9553c27a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-13T15:39:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_James_Final.pdf: 20562994 bytes, checksum: 297f9118e3898e9a7046b6dd9553c27a (MD5) / Este trabalho teve apoio financeiro da CAPES. / Este trabalho propõe um procedimento de projeto para um controlador repetitivo discreto, com a fnalidade de controlar a corrente de saída de um inversor LC monofásico em ponte completa conectado à rede elétrica. O inversor também alimenta uma carga resistiva em derivação. O controlador assegura a estabilidade do sistema e robustez contra distorções harmônicas na tensão da rede. Sua concepção se baseia em um filtro notch de fase zero para compensar um pico de ressonância causado pelo filtro LC na saída do inversor, dado que este pico pode levar o sistema à instabilidade. Obtémse margem de estabilidade apropriada por meio de um filtro passa-baixa empregado no laço de realimentação positiva que faz parte do controlador. Simulações foram realizadas com auxílio dos softwares MATLAB e PSIM, para avaliar o desempenho do controlador sob diferentes condições de distorções harmônicas da tensão da rede. Além disso, para avaliar experimentalmente o controlador, foi utilizado um kit da Texas Instruments, que utiliza um DSP e contém um inversor em ponte completa e um filtro LC. Tanto as simulações quanto os experimentos laboratoriais mostraram que o controlador repetitivo opera corretamente, injetando corrente na rede de acordo com a referência fornecida ao sistema, e com robustez quanto às distorções harmônicas na tensão da rede. / This work proposes a designing procedure for a discrete repetitive controller governing the output current of a single-phase grid-connected LC full-bridge inverter. The inverter also supplies a resistive local shunt load. The controller assures system stability and robusteness to grid voltage harmonic distortions. Its design relies on a zero-phase notch flter which compensates a resonant peak caused by the LC flter at the inverter’s output. Such peak may lead the system to instability. A proper stability margin is reached through a low-pass flter employed in the positive feedback loop of the controller. Simulations using the PSIM and MATLAB softwares have been carried out to access the controller performance under different harmonic conditions for the grid voltage. In addition, a DSP-based kit board from Texas Instruments containing a full-bridge LC inverter has been applied to experimentally test the controller. Both simulated and experimental results have been show that the repetitive controller works correctly, injecting current into the grid accordingly to the reference signal with robustness to voltage harmonic distortions.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-09-21T17:33:46Z No. of bitstreams: 1 viniciussobreiralacerda.pdf: 3531215 bytes, checksum: 422eca8f67f53625eceb5e46317386f9 (MD5) / Approved for entry into archive by Diamantino Mayra (mayra.diamantino@ufjf.edu.br) on 2016-09-26T20:27:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 viniciussobreiralacerda.pdf: 3531215 bytes, checksum: 422eca8f67f53625eceb5e46317386f9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-26T20:27:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 viniciussobreiralacerda.pdf: 3531215 bytes, checksum: 422eca8f67f53625eceb5e46317386f9 (MD5) Previous issue date: 2010-08-30 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Este trabalho aborda a análise, a modelagem matemática, o projeto e a simulação computacional de um sistema monofásico de aproveitamento fotovoltaico (PV) nãoisolado conectado à rede elétrica, em que se pretende sintetizar uma corrente de baixa distorção harmônica mantendo-se o ponto de máxima potência dos painéis. São avaliadas duas estruturas conversoras equivalentes, uma com dois estágios de processamento de energia e outra com apenas um estágio. Ambas as estruturas desempenham o papel de converter a energia CC dos painéis fotovoltaicos em energia CA, sob a forma de corrente elétrica de baixa distorção injetada na rede. Uma revisão sucinta dos modelos matemáticos de representação do comportamento termo-fotoelétrico do painel fotovoltaico (ou conjunto de painéis) é realizada, resultando na adaptação de uma das alternativas na forma de modelo numérico adaptado à ferramenta computacional PSIM. Algumas alternativas monofásicas de conversão CC-CA são elencadas neste trabalho, com destaque para o número de estágios de conversores, característica de isolamento e qualidade da energia injetada. Como base nesta análise, propõe-se um sistema composto por um conversor CCCC tipo buck operando em modo de condução contínua em alta frequência, em cascata com um inversor fonte de corrente (CSI) acionado na frequência da rede, para realização do aproveitamento fotovoltaico desejado. Amparado por ferramentas de integração de estágios de conversores, percebe-se que o conjunto de dois estágios pode ser arranjado em uma única etapa conversora baseada no inversor fonte de tensão (VSI). Ambas as propostas são modeladas, projetadas e simuladas no PSIM. A descrição teórico-matemática da planta PV, incluindo suas malhas de controle, é realizada. Com propósito de validação das concepções teóricas, tais sistemas são simulados, inicialmente, empregando-se elementos idealizadores e, em segundo momento, adotando-se um arranjo que inclui alguns componentes parasitas, sensores em escala real e o subcircuito do integrado UC3854. Os resultados numéricos, realizados para variações da irradiação solar e perturbações na tensão da rede, confirmam que o conceito proposto é factível, resultando em uma alternativa simples, compacta e possivelmente de baixo custo. / This work deals with the analysis, mathematical modeling, design and computer simulation of a single phase non-isolated photovoltaic (PV) system, which is connected to the electrical grid and is controlled to synthesize a low harmonic current while keeps the maximum power point of the panels. Two structures are evaluated, one with two stages of processing power and another with a single stage. Both structures converts DC power from solar panels into AC power, in the form of a low distortion electrical current to be injected into the grid. A brief review of PV panel mathematical models is performed, resulting in the adaptation of one alternative in the form of a numerical model oriented to the computational tool PSIM. Moreover, some alternatives to single-phase DC-AC conversion are listed in this work, highlighting the number of stages of inverters, isolation characteristic and quality of the power injected. To support this analysis, a two-stage system has been firstly studied, which is constituted of a buck converter operating in continuous conduction mode at high frequency, cascaded with a current source inverter (CSI) which works in the frequency of the grid. Using the integration of stages theory, the two stage system can be arranged into a single stage converter based on a voltage source inverter (VSI). Both proposals are modeled, designed and simulated in PSIM program. The theoretical and mathematical description of the PV plant, including its control loops, is presented. With the purpose of validation of the theoretical concepts, such systems are simulated, initially, using idealized elements, and then, adopting an arrangement that includes some parasitic components, sensors and full-scale integrated subcircuit of UC3854. The numerical results carried out for changes in solar radiation and mains voltage sags/swells, confirm that the proposed concept is feasible, resulting in a simple, compact and potentially low cost.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-04-19T19:08:59Z No. of bitstreams: 1 filipecaixeiromattos.pdf: 2641141 bytes, checksum: 014bbdead0d71ad1d9852cb7403b3439 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-04-20T12:46:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 filipecaixeiromattos.pdf: 2641141 bytes, checksum: 014bbdead0d71ad1d9852cb7403b3439 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-20T12:46:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 filipecaixeiromattos.pdf: 2641141 bytes, checksum: 014bbdead0d71ad1d9852cb7403b3439 (MD5) Previous issue date: 2011-09-02 / Esta dissertação apresenta uma contribuição ao estudo de um inversor de tensão monofásico (VSI – Voltage Source Inverter), com saída em corrente, aplicado ao processamento de energia em sistemas solares fotovoltaicos (PV) monofásicos conectados à rede elétrica de distribuição. Através do controle por corrente média, é possível em um único estágio de processamento de energia rastrear o ponto de máxima potência do arranjo fotovoltaico e injetar na rede elétrica uma corrente com baixa distorção harmônica total (THD) e em fase com a tensão da rede CA. Para implementação do controle do sistema é utilizado o circuito integrado UC3854, da Texas Instruments, componente analógico de baixo custo e com funções típicas de correção de fator de potência de fontes de alimentação. Equações de análise e projeto, resultados de simulação e informações experimentais, obtidas de um protótipo de 720W, são incluídos neste material. / This dissertation presents a contribution to the study of a single-phase voltage inverter (VSI – Voltage Source Inverter), with current output, applied to the processing of photovoltaic (PV) solar power connected to single-phase electric distribution network. By controlling the average current, it is possible, in a single stage of power processing, to track the maximum power point of PV array and inject into the grid a current with low total harmonic distortion (THD) and in phase with the AC mains voltage. To implement the control system it is used a low cost Texas Instruments' analog integrated circuit UC3854, which includes a power factor correction typical function. Equations concerning analysis and design steps, simulation results and experimental data obtained from a 720W prototype are included in this document.